(57)【要約】牛屠体が所定の経路に沿って移動させられるときに吊り下げられた牛屠体を処理するシステム。牛屠体の分割作業を行うことができるサーボモータ駆動の帯鋸が取り付けられたロボットアームが可動テーブル上に支持される。帯鋸は、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わされ、ロボットアームは、帯鋸の重量よりも小さい最大耐荷量を有する。サーボモータ用トルクモニタは帯鋸の破損又は帯鋸用支持体の破損を検出する。視覚ベースセンサシステムは牛屠体上の尾骨の位置を検出する。このシステムは屠体レール、屠体処理装置およびモータ、並びに視覚ベースセンサシステムと通信する制御部を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
牛屠体が所定の経路に沿って移動する際に吊り下げられた牛屠体を処理する方法であって、
各々が牛屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って移動可能な複数のトロリーを有する屠体レールを提供することと、
屠体トロリーによって上端に尾骨を配置されるよう支持された牛屠体を提供することと、
牛屠体を分割する分割鋸が取り付けられたロボットアームを有し、屠体レールに隣接して配置されたロボットベースの屠体処理装置を提供することと、
牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動する際に牛屠体上の尾骨の位置を空間のデカルト座標データ(Ｘ、Ｙ、Ｚの位置）で検出するための視覚ベースのセンサシステムを提供することと、
屠体レール、屠体処理装置および視覚センサシステムと通信するコントローラを提供することと、
支持された牛屠体を屠体レール上でロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置に移動させることと、
視覚ベースのセンサシステムを使用して、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動する際に、その尾骨の位置をデカルト座標で検出することと、
支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するとき、牛屠体の尾骨の位置のデカルト座標の信号を制御部に送信することと、
視覚ベースのセンサシステムから屠体レールに沿って移動する支持された牛屠体の尾骨位置のデカルト座標をロボットベースの屠体処理装置によって使用可能な座標に変換することと、
屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に屠体分割鋸を移動させるように、制御部からロボットベースの屠体処理装置に信号を送信することと、
支持された牛屠体の尾骨の検出された位置で分割切断を開始することと、
分割された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに分割されるように分割鋸をＹ軸方向下方に動かすことと
を含む、牛屠体を処理する方法。
【請求項２】
ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置され、牛屠体が分割されている間、テーブルは支持された各牛屠体と同期して動く、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
分割鋸が、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠殺体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするために、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わされている、請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
牛屠体は前面と背面とを有し、牛屠体は背面がロボットベースの屠体処理装置の方を向き、前面がロボットベースの屠体処理装置と反対側を向くように支持される、請求項１に記載の処理方法。
【請求項５】
ロボットアームと分割鋸はそれぞれサーボモータによって駆動され、
支持された牛屠体の分割中にサーボモータの一方または両方のトルクを監視することと、
分割鋸サーボモータへの電流を測定することによって、分割鋸の刃または分割鋸の支持体の破損を示すトルクの変化を検出することと、
監視されたトルクを使用して、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方移動および／または屠体レールに沿った支持された牛屠体の移動を止めることによって、支持された牛屠体に対する切断作業を修正することと
をさらに含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項６】
動物の屠体が所定の経路に沿って移動する際に吊り下げられた屠体を処理する方法であって、
所望の間隔で離間されかつ屠体レールの第１の方向に沿って移動可能であり、動物の屠体を支持する複数の屠体トロリーを有する屠体レールを提供することと、
屠体レール上の屠体トロリーによって支持された動物屠体を提供すること、
屠体分割鋸を支持し、鋸レールに沿って第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能である鋸トロリーを有する鋸レールを提供することと、
鋸トロリーによって支持され、分割鋸の重量よりも軽い重量を有する錘によって鋸トロリー上で釣り合い、分割鋸の重量未満の力で鋸を上下動する屠体分割鋸を提供することと、
分割鋸に取り付けられたロボットアームを有し、分割鋸の重量よりも小さい最大荷重量を有するロボットベースの屠体処理装置を提供することと、
ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、最初に、屠体レールから離れた第１の位置で鋸トロリー上に釣り合う分割鋸を位置決めすることと、
屠体レール上の支持された屠体を第１方向にある屠体処理装置に隣接する位置まで動かすことと、
ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、屠体レール上の支持された屠体に隣接する第２の位置に、鋸トロリー上のカウンタバランス分割鋸を屠体レールに沿って第２の方向に移動させることと、
ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、支持された屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された屠体を分割するように、カウンタバランス分割鋸を第１および第２の方向に垂直な第３の方向に下方に移動させることと、
ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、カウンタバランス分割鋸を屠体レールから離れるように第２の方向に動かし、第３の方向に上向きに動かして分割鋸を第１の位置に戻すことと
を含み、
ロボットアームへの負荷は、分割鋸の全ての移動中に分割鋸の重量を超えることはない、処理方法。
【請求項７】
ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置され、屠体が分割されている間、テーブルは支持された各屠体と同期して動く、請求項６に記載の処理方法
【請求項８】
分割鋸が帯鋸である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
屠体は前面と背面とを有し、屠体は屠体トロリー上に支持され、背面はロボットベースの屠体処理装置の方を向き、前面はロボットベースの屠体処理装置と反対側を向く、請求項６に記載の処理方法。
【請求項１０】
屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であって、
牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動するときに、牛屠体上の尾骨の位置を検出するための視覚ベースのセンサシステムを提供することと、
支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出することと、
支持された牛屠体の分割を開始するために支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、屠体分割鋸を支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させることと
をさらに含む、請求項６に記載の処理方法。
【請求項１１】
ロボットアームと分割鋸はサーボモータによって駆動され、
支持された牛屠体の分割中に一方または両方のサーボモータのトルク監視することと、
分割鋸サーボモータへの電流を測定することによって、分割鋸の刃または分割鋸の支持体の破損を示すトルクの変化を検出することと、
監視されたトルクを用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方移動および／または支持された牛屠体の屠体レールに沿った移動を止めることによって、支持された牛屠体に対する切断作業を修正することと
をさら含む、請求項６に記載の処理方法。
【請求項１２】
牛屠体が所定経路を通過する際に吊り下げられた牛屠体を処理する方法であって、
各々が牛屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って移動可能な複数のトロリーを有する屠体レールを提供することと、
牛屠体は前面と背面とを有し、屠体レール上の屠体トロリーによって支持される牛屠体を提供することと、
牛屠体を分割する分割鋸が取り付けられたロボットアームを有し、屠体レールに隣接して配置されたロボットベースの屠体処理装置を提供することと、
背面側をロボットベースの屠体処理装置に向け、前面側をロボットベースの屠体処理装置と反対側を向くように、支持された牛屠体を屠体レール上でロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置に移動させることと、
ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、支持された牛屠体を分割するために、牛屠体が屠体レールに沿って移動し、帯鋸によって分割されるときに、支持された牛屠体が帯鋸にのみ接触するよう帯鋸を屠体レールに向かって下方に移動させることと
を含む、処理方法。
【請求項１３】
帯鋸が、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠殺体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするように、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わされている、請求項１２に記載の処理方法。
【請求項１４】
牛屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であって、
牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動するときに、牛屠体上の尾骨の位置を検出するための視覚ベースのセンサシステムを提供することと、
支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出することと、
支持された牛屠体の分割を開始するために、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、帯鋸を支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させることと
をさらに含む、請求項１２に記載の処理方法。
【請求項１５】
ロボットアームと分割鋸はそれぞれサーボモータによって駆動され、支持された牛屠体の分割中に一方または両方のサーボモータのトルクを監視することと、
分割鋸のサーボモータへの電流を測定することによって、分割鋸の刃または分割鋸の支持体の破損を示すトルクの変化を検出することと、
監視されたトルクを用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方移動および／または支持された牛屠体の屠体レールに沿った移動を止めることによって、支持された牛屠体に対する切断作業を修正することと
をさらに含む、請求項１２に記載の処理方法。
【請求項１６】
動物の屠体が所定経路を通過するとき、吊り下げられた動物の屠体を処理する方法であって、
各々が屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って移動可能な複数のトロリーを有する屠体レールを提供することと、
屠体レールに隣接して配置され, 屠体に対して分割することができる分割鋸サーボモータによって駆動される分割鋸を搭載したロボットアームサーボモータによって駆動されるロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置を提供することと、
一方または両方のサーボモータのトルクのためのモニタを提供することと、
屠体レール上の支持された屠体をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置に移動させることと、
ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用し、支持された屠体が屠体レールに沿って移動するときに、屠体を分割するように、サーボモータによって駆動される分割鋸を屠体レールに向かって下方に移動させることと、
モニタを使用して、支持された屠体の分割中にサーボモータの一方または両方のトルクを監視することと、
監視されたトルクを用いて、支持された屠体の切断作業を修正することと
を含む、処理方法。
【請求項１７】
分割鋸が帯鋸である、請求項１６に記載の処理方法。
【請求項１８】
モニタを使用し、支持された屠体の分割中に帯鋸の刃が破損したことを示す帯鋸サーボモータのトルクの変化を検出することと、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への移動を止めることとをさらに含む、請求項１７に記載の処理方法。
【請求項１９】
帯鋸サーボモータのトルクは、帯鋸サーボモータへの電流を測定することによって監視され、分割鋸の刃の破損を示す帯鋸サーボモータのトルクの変化は、帯鋸サーボモータへの電流の著しい減少によって検出される、請求項１８に記載の処理方法。
【請求項２０】
屠体レールに沿って支持された屠体の移動を止めることをさらに含む、請求項１８に記載の処理方法。
【請求項２１】
ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置され、テーブルは屠体が分割される間に各支持された屠体と同期して移動し、さらにテーブルの移動を停止することを含む、請求項１７に記載の処理方法。
【請求項２２】
分割鋸が、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる分割鋸の上下動を可能にするように、その重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わせられる、請求項１６に記載の処理方法。
【請求項２３】
支持された屠体の分割中に分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化を検出することと、ロボットアームの動作を修正することとをさらに含む、請求項２２の処理方法。
【請求項２４】
ロボットアームサーボモータのトルクは、ロボットアームサーボモータへの電流を測定することによって監視され、分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化は、ロボットアームサーボモータへの電流の大幅な増加によって検出される、請求項２３の処理方法。
【請求項２５】
屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であって、
牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動するときに、牛屠体上の尾骨の位置を検出するための視覚ベースのセンサシステムを提供することと、
支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときの支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出することと、
支持された牛屠体の分割を開始するように牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、帯鋸を支持された牛屠体の検出された尾骨の位置に移動させることと
をさらに含む、請求項１６に記載の処理方法。
【請求項２６】
屠体が所定経路に沿って移動するときに吊り下げられた屠体を処理する方法であって、
処理されるべき屠体を有するラインであって、処理ステーションを通過して屠体を水平に移動させるラインを提供することと、
ライン上を移動する屠体と水平に同期して移動可能である基部と、基部に対して複数の運動軸で移動可能なロボットアームとを有する、処理ステーションにおけるロボットベースの屠殺体処理装置を提供することと、
ロボットアームに取り付けられた屠体処理工具を提供することと、
ロボットアームと通信し、逆運動学を介してデカルト空間内で屠体処理工具を移動させるようにロボットアームを制御し移動させ、ロボットアームの複数軸にわたって補間制御を行うロボット制御部を提供することと、
処理ステーションを順次通過するようにライン上で複数の屠体を連続的に移動させることと、
選定された屠体が処理ステーションを通過している間に、制御部を用いて、ロボットアームが基部に対して水平に動くことなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置の基部を選定された屠体と共に水平に同期的に動かすことと、制御部を用いて、基部を屠体に対して移動させることなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを基部に対して水平に選定された屠体と共に同期的に動かすこととを交互に行うことと
を含む、処理方法。
【請求項２７】
屠体処理工具は屠体を分割するための鋸であって、
選定された屠体が処理ステーションを通過している間に、最初、ロボットアームが基部に対して水平方向に移動することなく、ロボットアーム及び鋸が下方向に移動して屠体の分割を開始するときに、ロボットベースの屠体処理装置の基部を選定された屠体と共に水平に同期移動させ、次いで、屠体の分割を完了させるためにロボットアームと鋸が下方向に動き続ける間に、屠体に対する基部の水平方向の移動を停止し、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを基部に対して水平にかつ選定された屠体と共に同期的に移動させる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
屠体が所定の経路に沿って移動するときに吊り下げられた牛または他の動物の屠体を処理するためのシステムであって、
各々が牛または他の屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って第１の方向に移動可能な複数の屠体トロリーを有する屠体レールと、
屠体分割鋸を支持し、鋸レールに沿って第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能である鋸トロリーを有する鋸レールと、
帯鋸の重量よりも小さい力で鋸の上下動を可能にするように、帯鋸の重量よりも軽い重量を有する錘によって鋸トロリー上で釣り合わされ、サーボモータによって駆動され、鋸トロリーによって支持された帯鋸を含む屠体分割鋸と、
サーボモータおよび帯鋸が取り付けられ、帯鋸の重量よりも小さい最大負荷容量のロボットアームを有し、胴体レールに隣接して配置されたロボットベースの胴体処理装置と、
サーボモータを監視するためのトルクモニタと、
牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動したとき、デカルト空間内の座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ位置）で表される牛屠体の尾骨の位置を検出するための視覚センサと、
屠体レール、屠体処理装置、トルクモニタ、および視覚センサと通信する制御部と
を含む、処理システム。
【請求項２９】
所定経路に沿って移動されるときに、屠体の上端に尾骨が配置されるように吊り下げられた牛屠体を処理するためのシステムであって、
牛屠体に隣接して配置され、牛屠体を分割する分割鋸が取り付けられているロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置と、
デカルト空間内の座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ位置）で表される牛屠体上の尾骨の位置を検出するための視覚ベースのセンサシステムと、
屠体レール、屠体処理装置、および視覚センサシステムと通信する制御部であって、  視覚ベースのセンサからのデカルト座標における牛屠体上の尾骨の位置を受け取り、
尾骨の位置のデカルト座標を、ロボットベースの屠体処理装置によって使用可能な座標に変換し、
屠体分割鋸を牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させるために、制御部からロボットベースの屠体処理装置に信号を送信し、
支持された牛屠体の尾骨の検出された位置で分割切断を開始し、支持された牛肉胴体を分割するために分割鋸をＹ軸方向下方に移動させる
ことが可能な制御部と
を含む、処理システム。
【請求項３０】
分割鋸が帯鋸である、請求項２９に記載の処理システム。
【請求項３１】
分割鋸が、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするように、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わせられる、請求項２９に記載の処理システム。
【請求項３２】
各々が牛屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って移動可能な複数のトロリーを有する屠体レールを含み、
牛屠体は前面、背面そして後足を有し、
屠体トロリーは屠体レールに接続されており、屠体レールに沿って移動可能であり、
牛屠体は、後足によって屠体トロリー上に吊り下げられ、さらに背面がロボットベースの屠体処理装置側に向き、前面がロボットベースの屠体処理装置と反対側を向くように屠体トロリー上に支持される、
請求項２９に記載の処理システム。
【請求項３３】
分割鋸はサーボモータによって駆動され、
さらに、支持された牛屠体の分割中に分割鋸または分割鋸の支持体の破損を検出するようにサーボモータへの電流を測定することによってトルクを監視するためのサーボモータ用のトルクモニタと、
監視されたトルクを使用して、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方移動および／または屠殺体レールに沿った支持牛肉屠殺体の移動を停止することによって、支持牛肉屠体に対する切断作業を修正する制御部と
を含む、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３４】
牛や他の動物の屠体を分割するための分割鋸を釣り合わせるためのシステムであて、
各々が動物の屠体を支持し、所望の間隔で離間し、屠体レールに沿って第１の方向に移動可能な複数の屠体トロリーを有する屠体レールと、
鋸レールに沿って第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能で、屠体分割鋸を支持する鋸トロリーを有する鋸レールと、
鋸トロリーによって支持され、サーボモータによって駆動され、また、分割鋸の重量よりも小さい力で鋸を上下に動かすことができるように、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって鋸トロリー上で釣り合わされる分割鋸と、
屠体レールに隣接して配置され、分割鋸が取り付けられたロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置と、
分割鋸の重量よりも小さい最大耐荷重を有し、支持された屠体を分割するように屠体レールに沿って動くときに、第１および第２の方向に垂直な第３の方向にカウンタバランス分割鋸を下方に移動させ、次いで、カウンタバランス分割鋸を第２の方向に屠体レールから離れるように、そして第３の方向へ上方に動かして分割鋸を第１の位置に戻すロボットアームと
を含む、システム。
【請求項３５】
分割鋸が帯鋸である、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であって、
牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動したとき、牛屠体の尾骨の位置を検出し、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するとき、支持された牛屠体の尾骨の位置を検出する視覚センサと、
支持された牛屠体の分割を開始するように、支持された牛屠体が屠体レールに沿って動くときに、支持された牛屠体の尾骨が検出された位置まで屠体分割鋸を動かすロボットアームと
を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
分割鋸はサーボモータによって駆動され、
支持された牛屠体の分割中に、分割鋸または分割鋸の支持部の破損を検出するように、サーボモータへの電流を測定することでトルクを監視するサーボモータトルクモニタと、
監視されたトルクを用いてロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への移動および／または支持された牛屠体の屠体レールに沿った移動の停止することで、支持された牛屠体の分断作業を修正する制御部と
をさらに含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
吊りさげられた牛屠体の処理に帯鋸を使用するためのシステムであって、
背面を支持せずに所定経路にそって屠体が移動されるときに、各々が牛屠体を支持し、所望の間隔で配置され、屠体レールに沿って移動可能な複数の屠体トロリーを有する屠体レールと、
前面および背面を有し、屠体レール上の屠体トロリーによって支持された牛屠体と、
屠体レールに隣接して配置された、牛屠体を分割することができる帯鋸が取り付けられたロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置と、
支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体を分割するように、帯鋸を屠体レールに向かって下方へ移動させることができ、支持された屠体が帯鋸によって分割されているときに帯鋸にのみ接触されるように下向きの力を与えるロボットアームと
を含む、システム。
【請求項３９】
分割鋸の重量よりも小さい力を用いてロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするために、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する錘により釣り合わせられている帯鋸を含む、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
牛屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であり、
牛屠体が屠体レール上を移動してロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置にあるときに、牛屠体上の尾骨の位置を検出し、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出する視覚ベースのセンサと、
支持された牛屠体の分割を開始するために支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、帯鋸を支持された牛屠体の尾骨が検出された位置に移動させるための制御部と
を含む、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
分割鋸はサーボモータによって駆動され、
支持された牛屠体カーカスの分割中に、分割鋸または分割鋸の支持部の破損を検出するように、サーボモータへの電流を測定することでトルクを監視するサーボモータトルクモニタと、
監視されたトルクを用いてロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への移動および／または支持された牛屠体の屠体レールに沿った移動の停止することで、支持された牛屠体の分断作業を修正する制御部と
をさらに含む、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
吊りさげられた動物屠体の処理に帯鋸を使用するためのシステムであって、
各々が動物屠体を支持し、所望の間隔で配置され、屠体レールに沿って移動可能な複数の屠体トロリーを有する屠体レールと、
屠体レール上の屠体トロリーによって支持された動物屠体と、
サーボモータが取り付けられたロボットアームと、屠体に対して分割動作を実行することができるサーボモータによって駆動される分割鋸とを有するロボットベースの屠体処理装置であって、屠体レールに隣接されて配置されるロボットベースの屠体処理装置と、
支持された屠体の分割中にサーボモータのトルクをモニタすることができるサーボモータのためのトルクモニタであって、支持された屠体の分割中にサーボモータの動作を制御するように監視されたトルクを制御部に伝達するトルクモニタと
を含む、システム。
【請求項４３】
分割鋸が帯鋸である、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
支持された屠体の分割中に帯鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができ、トルクの変化を制御部に伝達することができるトルクモニタと、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への動きを止めることができる制御部とを含む、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４５】
サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができ、サーボモータへの電流の著しい減少によって分割鋸の破損を示す、サーボモータのトルクの変化を検出することができるトルクモニタを含む、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
屠体が分割される間に支持された各屠体と同期して移動するテーブル上に配置されたロボットベースの屠体処理装置と、トルクモニタから監視されたトルクを受け取るとテーブルの移動を止めることができる制御部とを含む、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４７】
分割鋸は、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするように、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わせられる、請求項４２記載のシステム。
【請求項４８】
トルクモニタは、支持された屠体の分割中に分割鋸用支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出し、この検出された変化を制御部に通信することができ、制御部はロボットアームの動作を修正することができる、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４９】
トルクモニタは、サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができ、サーボモータへの電流の著しい増加によって分割鋸用支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができる、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であって、
牛屠体が屠体レール上を移動してロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置にあるときに牛屠体上の尾骨の位置を検出し、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出するための視覚ベースのセンサと、
支持牛屠体が屠体レールに沿って移動して支持牛屠体の分割を開始する際に、支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に帯鋸を移動させるための制御部と
を含む、請求項４２に記載のシステム。
【請求項５１】
屠体が所定経路に沿って移動するときに吊り下げられた屠体を処理するためのシステムであって、
処理されるべき屠体を有するラインであって、処理ステーションを通過して屠体を水平に移動させるラインと、
ライン上を移動する屠体と水平に同期して移動可能な基部と、基部に対して複数の運動軸で移動可能なロボットアームとを有する処理ステーションにおけるロボットベースの屠殺体処理装置と、
ロボットアームに取り付けられた屠体処理工具と、
基部を水平に制御し移動させるためのロボットベースの屠体処理装置と通信するロボット制御部であって、ロボットアームと通信し、逆運動学を介してデカルト空間内で屠体処理工具を移動させるためにロボットアームを制御し移動させ、ロボットアームの複数軸にわたって補間制御を行うロボット制御部と
を含み、
ロボット制御部は、屠体がライン上を連続的に移動して処理ステーションを通過するときに、選定された屠体を処理するようにロボットベースの屠体処理装置および屠体処理ツールを移動させることができ、ロボットアームが基部に対して水平に動くことなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置の基部を選定された屠体と共に水平に同期的に動かす動作と、基部を屠体に対して移動させることなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを基部に対して水平に選定された屠体と共に同期的に動かす動作とを交互に行う、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１６年１０月２８日に米国に提出された仮特許出願第６２／４１４，２４０号および２０１７年６月１５日に米国に提出された仮特許出願第６２／５２０，１４３号について優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般に、家畜／食肉処理場で使用される牛および他の動物の屠体を分割するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
牛屠体はきれいにされ、内部の構成要素を取り除くために開かれて、それから脊椎骨または背骨の中心を２つの側面に分割する。食肉加工施設は、頭上の屠体レールに沿って連続的に移動する牛屠体を処理する。各屠体は、通常その後ろ足から、頭上の屠体レールまたはトラックに沿って乗る一対のトロリーに吊り下げられている。トロリーは鎖によって動かされ、各屠体は鎖によって設定された速度で各処理ステーションを通過する。本発明のシステムおよび方法は、牛屠体を背骨に沿って分割することに特に秀でている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術の問題点および欠点を念頭に置いて、ロボットベースの屠体処理装置が屠体分離作業の精度および効率を改善する牛肉分離方法およびシステムを提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、支持されている牛屠体上の尾骨位置を検出し、分割を開始する前に分割鋸をその位置へ自動的に移動させる牛屠体分割方法およびシステムを提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、分割鋸の重量よりも小さい最大耐荷力を有するロボットアームを備えたロボットベースの屠体処理装置を使用して動物の屠体を分割するための方法およびシステムを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、処理装置と反対側の屠体の側面に支持体を使用することなく、帯鋸を使用して牛屠体を分割するための方法およびシステムを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、分割鋸の破損を検出することができ、システムのさらなる動作を制御することができる動物の屠殺体を分割するための方法およびシステムを提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、屠体のための支持体の破損を検出することができ、システムのさらなる動作を制御することができる動物の屠体を分割するための方法およびシステムを提供することである。
【００１０】
本発明のさらに他の目的および利点は部分的に明らかでありそして部分的に明細書から明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
当業者には明らかであろう上記および他の目的は、屠体が所定の経路に沿って動かされるときに吊り下げられた牛または他の動物屠体を処理するためのシステムに関する本発明において達成される。このシステムは、所望の間隔で離間されかつ第１の方向に屠体レールに沿って移動可能な複数の屠体トロリーを有する屠体レールを含む。各屠体トロリーは牛または他の動物の屠体を支持することができるこのシステムはまた、屠体分割鋸を支持することができる鋸トロリーを有する鋸レールを含む。鋸トロリーは、鋸レールに沿って第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能である。システムはさらに、以下のうちの１つまたは複数を含んでもよい。i）サーボモータによって駆動され、かつ鋸トロリーによって支持された帯鋸であって、分割鋸の重量よりも小さい力で鋸を上下動できるように、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって、鋸トロリー上で釣り合わされる帯鋸を含む屠体分割鋸ii）サーボモータおよび帯鋸が取り付けられたロボットアームであって、帯鋸の重量よりも小さい最大耐荷量を有するロボットアームを有し、屠体レールに隣接して配置されるロボットベースの屠体処理装置。iii）サーボモータ用トルクモニタ。iv）牛屠体が屠殺レール上をロボットベースの屠殺体処理装置に隣接する位置まで移動するときに牛屠体上の尾骨の位置を空間のデカルト座標データ(Ｘ、Ｙ、Ｚの位置）で検出するための視覚ベースのセンサシステム。および／またはv）屠体レール、屠体処理装置、トルクモニタ、および視覚ベースのセンサと通信する制御部。
【００１２】
別の態様では、本発明は、屠体が所定の経路に沿って移動するときに吊り下げられた牛屠体であって、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体を処理するための視覚制御システムに関する。このシステムは、牛屠体を分割する分割鋸が取り付けられたロボットアームを有し、屠体レールに隣接して配置されるロボットベースの屠体処理装置と、そして牛屠体上の尾骨の位置を空間のデカルト座標データ(Ｘ、Ｙ、Ｚの位置）で検出するための視覚ベースのセンサシステムを含む。このシステムは、屠体レール、屠体処理装置、および視覚センサシステムと通信する制御部を含む。制御部は視覚ベースのセンサシステムから牛屠体上の尾骨の位置をデカルト座標で受信することができ、牛屠体上の尾骨の位置のデカルト座標をロボットベースの屠体処理装置によって使用可能な座標に変換することができ、分割鋸を支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させるために、制御部からロボットベースの屠体処理装置に信号を送信することができ、支持された牛屠体の尾骨の検出された位置で分割切断を開始することができ、分割された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに分割されるように分割鋸をＹ軸方向下方に動かすことができる。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、牛屠体が分割されている間、テーブルは牛屠体が支持された屠体レール上を動くとき、牛屠体と同期して動く。分割鋸は帯鋸であってもよい。分割鋸が、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするために、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わせられてもよい。このシステムは、各々が前面、背面そして後足を有する牛屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って移動可能な複数のトロリーを有する屠体レールを含んでもよい。屠体トロリーは屠体レールに接続されており、屠体レールに沿って移動可能である。牛屠体は、後足によって屠体トロリー上に吊り下げられ、さらに背面がロボットベースの屠体処理装置側を向き、前面がロボットベースの屠体処理装置の反対側を向くように屠体トロリー上に支持される分割鋸はサーボモータによって駆動されてもよい。このシステムは、支持された牛屠体の分割中にサーボモータのトルクを監視するためのトルクモニタを含んでもよく、そして監視されたトルクを使用して支持された牛屠体に対する切断動作を修正する制御部を含んでもよい。トルクモニタは支持された屠体の分割中に帯鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができ、トルクの変化を制御部に伝達することができてもよく、制御部はロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への動きを止めることができてもよい。トルクモニタは、サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視してもよく、サーボモータへの電流の著しい減少によって分割鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよい。
【００１３】
関連する発明は、上述のシステムを使用して屠体が所定の経路に沿って移動されるときに吊り下げられた牛屠体を処理する視覚制御方法に関する。この方法は、支持された牛屠体を屠殺レール上でロボットベースの屠殺体処理装置に隣接する位置に移動させること、そして視覚ベースのセンサシステムを使用して、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体の尾骨の位置をデカルト座標で検出することを含む。この方法は、支持された牛屠体が屠殺レールに沿って移動するとき、牛屠体の尾骨の位置のデカルト座標の信号を制御部に送信すること、そして視覚ベースのセンサシステムから屠体レールに沿って移動する支持された牛屠体の尾骨の位置のデカルト座標をロボットベースの屠体処理装置によって使用可能な座標に変換することを含む。この方法は、支持された屠体が屠体レールに沿って移動するときに、屠体分割鋸を支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させるために、制御部からロボットベースの屠体処理装置に信号を送信すること、支持された牛屠体の尾骨の検出された位置で分割切断を開始すること、そして分割された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに分割されるように分割鋸をＹ軸方向下方に動かすことを含む。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、牛屠体が分割されている間、テーブルは支持された各牛屠体と同期して動く。分割鋸は帯鋸であってもよい。分割鋸が、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠殺体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするために、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わされていてもよい。牛屠体は前面と背面とを有し、そして牛屠体は背面がロボットベースの屠体処理装置の方を向き、前面がロボットベースの屠体処理装置の反対側を向くように支持されてもよい。ロボットアームと分割鋸はそれぞれサーボモータによって駆動されてもよく、この方法はさらに支持された牛屠体の分割中にサーボモータの一方または両方のトルクを監視すること、そして監視されたトルクを使用して、支持された牛屠体に対する切断作業を修正することを含んでもよい。この方法は、支持された牛屠体の分割中に分割鋸の破損を示す分割鋸サーボモータのトルクの変化を検出することを含んでもよく、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への移動および／または屠体レールに沿って支持される屠体の移動を止めることを含んでよい。分割鋸サーボモータのトルクは、分割鋸サーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、分割鋸の刃の破損を示す分割鋸サーボモータのトルクの変化は、分割鋸サーボモータへの電流の著しい減少によって検出されてもよい。この方法は、支持された屠体の分割中に分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化を検出すること、そしてロボットアームの動作を修正することを含んでもよい。ロボットアームサーボモータのトルクは、ロボットアームサーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化は、ロボットアームサーボモータへの電流の大幅な増加によって検出されてもよい。
【００１４】
本発明の別の態様は、牛屠体または他の動物の屠体を分割するための分割鋸を釣り合わせるためのシステムに関する。このシステムは、各々が動物の屠体を支持し、所望の間隔で離間し、屠体レールに沿って第１の方向に移動可能な複数の屠体トロリーを有する屠体レールと、鋸レールに沿って第１の方向に垂直な第２の方向に移動可能で、分割鋸を支持する鋸トロリーを有する鋸レールを含む。このシステムは、鋸トロリーによって支持され、サーボモータによって駆動され、また、分割鋸の重量よりも小さい力で鋸を上下に動かすことができるように、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって鋸トロリー上で釣り合わされる屠体分割鋸を含む。このシステムは、屠体レールに隣接して配置され、分割鋸が取り付けられたロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置と、分割鋸の重量よりも小さい最大耐荷重を有し、支持された屠体を分割するために、屠体レールに沿って動くときに、第１および第２の方向に垂直な第３の方向にカウンタバランス分割鋸を下方に移動させ、次いで、カウンタバランス分割鋸を第２の方向に屠体レールから離れるように、そして第３の方向上方に動かして分割鋸を第１の位置に戻すロボットアームをさらに含む。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、テーブルは屠体が分割される間に支持されたか各屠体と同期して動く。分割鋸は帯鋸であってもよい。屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であってもよく、そしてこのシステムは牛屠体が屠体レール上をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置まで移動するとき、牛屠体の尾骨の位置を検出し、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体の尾骨の位置を検出する視覚センサを含んでよく、そして支持された牛屠体の分割を開始するために、支持された牛屠体が屠体レールに沿って動くときに、支持された牛屠体の尾骨が検出された位置まで屠体分割鋸を動かすロボットアームを含んでよい。分割鋸はサーボモータによって駆動されてもよく、このシステムは、支持された屠体の分割中にサーボモータのトルクを監視するためのトルクモニタを含んでもよく、トルクモニタは、監視されたトルクを制御部に伝達して支持された屠体の分割中にサーボモータの動作を制御する。トルクモニタは、支持された屠体の分割中に帯鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができ、トルクの変化を制御部に伝達することができてもよく、制御部は、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への動きを止めることができてもよい。トルクモニタは、サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができてもよく、サーボモータへの電流の著しい減少によって分割鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよい。トルクモニタは、支持された屠体の分割中に分割鋸用の支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出できてもよく、そして検出された変化を制御部に通信することができてもよく、制御部はロボットアームの動作を修正することができてもよい。トルクモニタは、サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができてもよく、サーボモータへの電流の著しい増加によって分割鋸用支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよく。
【００１５】
関連する発明は、上述のシステムを使用して屠体が所定の経路に沿って移動されるときにカウンタバランス分割鋸を使用して吊り下げられた動物の屠体を処理する方法に関する。この方法は、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、最初に、屠体レールから離れた第１の位置で鋸トロリー上に釣り合う分割鋸を位置決めすること、そして屠体レール上の支持された屠体を第１方向にある屠体処理装置に隣接する位置まで動かすことを含む。この方法は、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、屠体レール上の支持された屠体に隣接する第２の位置に、鋸トロリー上のカウンタバランス分割鋸を屠体レールに沿って第２の方向に移動させること、そしてロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用して、支持された屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された屠体を分割するために、カウンタバランス分割鋸を第１および第２の方向に垂直な第３の方向に下方に移動させることを含む。この方法は、ロボットベースの屠殺体処理装置のロボットアームを使用して、カウンタバランス分割鋸を屠体レールから離れるように第２の方向に動かし、第３の方向に上向きに動かして分割鋸を第１の位置に戻すことを含み、ロボットアームへの負荷は、分割鋸の全ての移動中に分割鋸の重量を超えない。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、屠体が分割されている間、テーブルは支持された各屠体と同期して動く。分割鋸は帯鋸であってもよい。屠体は前面と背面とを有していても良く、そして屠体は、背面がロボットベースの屠体処理装置の方を向き、前面がロボットベースの屠体処理装置の反対側を向くように屠体トロリーに支持されてもよい。屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であっても良く、この方法は、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出することや、支持された牛屠体の分割を開始するために屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に屠体分割鋸を移動させることを含んでもよい。この方法は、支持された屠体の分割中にサーボモータの一方または両方のトルクを監視すること、そして監視されたトルクを用いて、支持された屠体の切断作業を修正することを含んでもよい。この方法は、支持された屠体の分割中に分割鋸の破損を示すトルクの変化を検出すること、そしてロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方移動および／または屠体レールに沿った支持された牛屠体の移動を止めることを含んでもよい。分割鋸の刃の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化は、ロボットアームサーボモータへの電流の大幅な減少によって検出されてもよい。この方法は、支持された屠体の分割中に分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化を検出すること、そしてロボットアームの動作を修正することを含んでもよい。ロボットアームサーボモータのトルクは、ロボットアームサーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化は、ロボットアームサーボモータへの電流の大幅な増加によって検出されてもよい。
【００１６】
本発明の別の態様は、屠体が対向する支持体なしに所定の経路に沿って移動させられるときに、吊り下げられた牛屠体を処理するために帯鋸を使用するためのシステムに関する。このシステムは、各々が牛屠体を支持し、所望の間隔で配置され、屠体レールに沿って移動可能な複数の屠体トロリーを有しする屠体レールと、前面および背面を有し、屠体レール上の屠体トロリーによって支持された牛屠体を含む。このシステムは、屠体レールに隣接して配置された、牛屠体を分割することができる帯鋸が取り付けられたロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置を含む。ロボットアームは、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体を分割するために、帯鋸を屠体レールに向かって下方へ移動させることができ、支持された屠体が帯鋸によって分割されているときに帯鋸にのみ接触されるように下向きの力を与える。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、牛屠体が分割されている間、テーブルは支持された牛屠体と同期して動く。帯鋸は、分割鋸の重量よりも小さい力を用いてロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするために、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する錘により釣り合わせられていてもよい。牛屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であってあってもよく、このシステムは、牛屠体が屠体レール上を移動してロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置にあるときに、牛屠体上の尾骨の位置を検出し、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出する視覚ベースのセンサを含んでもよい。このシステムは、支持された牛屠体の分割を開始するために支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、帯鋸を支持された牛屠体の尾骨が検出された位置に移動させるための制御部を含んでもよい。帯鋸はサーボモータによって駆動されてもよく、またこのシステムは、支持された牛屠体の分割中にサーボモータのトルクを監視するためのトルクモニタであって、支持された牛屠体の分割中にサーボモータの動作を制御するため監視されたトルクを制御部に伝達するトルクモニタを含んでもよい。トルクモニタは、支持された屠体の分割中に分割鋸用の支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出できてもよく、この検出された変化を制御部に通信することができてもよく、制御部はロボットアームの動作を修正することができてもよい。トルクモニタは、サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができてもよく、サーボモータへの電流の著しい増加によって分割鋸用支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよい
【００１７】
関連発明は、上述のシステムを使用して屠体が所定の経路に沿って移動されるときに対向する支持体なしで懸垂牛の屠体を加工する方法に関する。この方法は、背面側をロボットベースの屠体処理装置に向け、前面側をロボットベースの屠体処理装置の反対側を向くように、支持された牛屠体を屠体レール上でロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置に移動させることを含む。この方法は、ロボットベースのカーカス処理装置のロボットアームを使用して、支持された牛屠体を分割するために、牛屠体が屠体レールに沿って移動し、帯鋸によって分割されるときに、支持された牛屠体が帯鋸にのみ接触するよう帯鋸を屠体レールに向かって下方に移動させることを含む。ロボットベースの屠体処理装置は、牛屠体が分割される間に支持された各牛屠体と同期して動くテーブル上に配置されても良い。帯鋸は、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる帯鋸の上下動を可能にするために、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わせられてもよい。牛屠体は、屠体の上端に尾骨が配置されてもよく、この方法は、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出することや、牛屠体が屠体レールに沿って移動して支持牛屠体の分割を開始する際に、帯鋸を支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させることを含む。ロボットアームと帯鋸はそれぞれサーボモータにより駆動されてもよく、この方法は支持された牛屠体の分割中にサーボモータの一方または両方のトルクを監視することと、支持された牛屠体の分割中にサーボモータの動作を制御するために、監視されたトルクを利用することを含んでもよい。この方法は、支持された屠体の分割中に帯鋸の刃が破損したことを示す帯鋸サーボモータのトルクの変化を検出することや、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への移動および／または屠体レールに沿った支持された牛屠体の移動を止めることを含んでもよい。帯鋸サーボモータのトルクは、帯鋸サーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、分割鋸の刃の破損を示す帯鋸サーボモータのトルクの変化は、帯鋸サーボモータへの電流の著しい減少によって検出されてもよい。この方法は、支持された牛屠体の分割中に帯鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化を検出することと、ロボットアームの動作を修正することを含んでもよい。ロボットアームサーボモータのトルクは、ロボットアームサーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、帯鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化は、ロボットアームサーボモータへの電流の大幅な増加によって検出されてもよい。
【００１８】
本発明の別の態様は、システム内の１つまたは複数のモータを監視しながら、屠体が所定の経路に沿って移動する際に支持された動物の屠体を処理するためのシステムに関する。このシステムは、各々が動物屠体や屠体レール上の屠体トロリーに支持された動物屠体を支持し、所望の間隔で離間されかつ屠体レールに沿って移動可能な複数のトロリーを有する屠体レールを含む。このシステムは、サーボモータが取り付けられたロボットアームと、屠体に対して分割動作を実行することができるサーボモータによって駆動される分割鋸とを有するロボットベースの屠体処理装置であって、屠体レールに隣接されて配置されるロボットベースの屠体処理装置を含む。このシステムは、支持された屠体の分割中にサーボモータのトルクを監視することができるサーボモータのためのトルクモニタであって、支持された屠体の分割中にサーボモータの動作を制御するために監視されたトルクを制御部に伝達するトルクモニタを含む。分割鋸は帯鋸であってもよい。トルクモニタは支持された屠体の分割中に帯鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよく、トルクの変化を制御部に伝達することができてもよく、制御部はロボットベースの屠体処理装置のロボットアームの下方への動きを止めることができてもよい。トルクモニタはサーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができてもよく、サーボモータへの電流の著しい減少によって分割鋸の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよい。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、テーブルは屠体が分割される間に支持された各屠体と同期して移動し、制御部はトルクモニタから監視されたトルクを受け取るとテーブルの移動を止めることができてもよい。分割鋸は、分割鋸の重量よりも小さい力を用いて、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームによる鋸の上下動を可能にするために、分割鋸の重量よりも小さい重量を有する錘によって釣り合わせられてもよい。トルクモニタは、支持された屠体の分割中に分割鋸用の支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出し、この検出された変化を制御部に通信することができ、制御部はロボットアームの動作を修正することができてもよい。トルクモニタは、サーボモータへの電流を測定することによってサーボモータのトルクを監視することができ、サーボモータへの電流の著しい増加によって分割鋸用支持体の破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出することができてもよい。屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であってもよく、このシステムは、牛屠体が屠体レール上を移動してロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置にあるときに、牛屠体上の尾骨の位置を検出し、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出するための視覚ベースのセンサを含んでもよく、また支持牛屠体が屠体レールに沿って移動して支持牛屠体の分割を開始する際に、帯鋸を支持された牛屠体の尾骨の検出された位置に移動させるための制御部を含んでもよい。
【００１９】
関連する発明は、前述のシステムを使用してモータを監視しながら、屠体が所定経路に沿って移動させられるときに吊り下げられた動物屠体を処理する方法に関する。この方法は、屠体レール上に支持された屠体をロボットベースの屠体処理装置に隣接する位置に移動させること、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを使用すること、そして支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、支持された屠体を分割するためにサーボモータ駆動の分割鋸を屠体レールに向かって下方に動かすことを含む。この方法は、モニタを用いて、支持された牛屠体の分割中に一方または両方のサーボモータのトルク監視すること、そして監視されたトルクを用いて支持された牛屠体に対する切断作業を修正することを含む。分割鋸は帯鋸であってもよい。この方法は、モニタを用いて、支持された牛屠体の分割中に帯鋸の刃の破損を示す帯鋸サーボモータのトルクの変化を検出し、ロボットベースの屠殺体処理装置のロボットアームの下方移動を止めることを含んでもよい。帯鋸サーボモータのトルクは、帯鋸サーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、分割鋸の刃の破損を示す帯鋸サーボモータのトルクの変化は、帯鋸サーボモータへの電流の著しい減少によって検出されてもよい。この方法は、屠体レールに沿って支持された屠体の移動を止めることを含んでもよい。ロボットベースの屠体処理装置はテーブル上に配置されてもよく、テーブルは屠体が分割される間に各支持された屠体と同期して移動し、そしてこの方法はテーブルの移動を停止することを含んでもよい。支持された屠体の分割中に分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化を検出すること、そしてロボットアームの動作を修正することを含んでもよい。ロボットアームサーボモータのトルクは、ロボットアームサーボモータへの電流を測定することによって監視されてもよく、分割鋸の支持部の破損を示すロボットアームサーボモータのトルクの変化は、ロボットアームサーボモータへの電流の大幅な増加によって検出されてもよい。屠体は、屠体の上端に尾骨が配置された牛屠体であってもよく、支持された牛屠体が屠体レール上を沿って移動するとき、牛屠体上の尾骨の位置を検出する視覚ベースのセンサシステムを使用すること、そして支持された牛屠体の分割を開始するために牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、帯鋸を支持された牛屠体の検出された尾骨の位置に移動させることが含まれても良い。
【００２０】
本発明の別の態様は、屠体が所定の経路に沿って移動する際に吊り下げられた屠体を処理するためのシステムを対象とし、ロボット処理アームベースは屠体と共に部分的にのみ移動する。このシステムは、処理されるべき屠体を有するラインであって、屠体を処理ステーションを越えて水平に移動させるラインを含む。このシステムは、ライン上を移動する屠体と水平に同期して移動可能である基部と、基部に対して複数の運動軸で移動可能なロボットアームとを有する処理ステーションにおけるロボットベースの屠殺体処理装置を含む。このシステムは、ロボットアームに取り付けられた屠体処理工具と、基部を水平に制御し移動させるためのロボットベースの屠体処理装置と通信するロボット制御部であって、ロボットアームと通信し、逆運動学を介してデカルト空間内で屠体処理工具を移動させるためにロボットアームを制御し移動させ、ロボットアームの複数軸にわたって補間制御を行うロボット制御部を含む。ロボット制御部は、屠体がライン上を連続的に移動して処理ステーションを通過するときに、選定された屠体を処理するためにロボットベースの屠体処理装置および屠体処理ツールを移動させることができ、i）ロボットアームが基部に対して水平に動くことなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置の基部を選定された屠体と共に水平に同期的に動かすという動作とii）基部を屠体に対して移動させることなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを基部に対して水平に選定された屠体と共に同期的に動かすという動作を交互に行う。
【００２１】
関連発明は、ロボット式処理アーム基部が屠体と共に部分的にのみ移動する前述のシステムを使用して、屠体が所定の経路に沿って移動するときに吊り下げられた屠体を処理する方法に関する。この方法は、選定された屠体が処理ステーションを通過している間に、処理ステーションを順次通過してライン上で複数の屠体を連続的に移動させることを含み、i)制御部を使って、ロボットアームが基部に対して水平に動くことなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置の基部を選定された屠体と共に水平に同期的に動かし、ii) 制御部を使って、基部を屠体に対して移動させることなく、屠体処理工具が屠体を処理しながら、ロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを基部に対して水平に選定された屠体と共に同期的に動かことを交互に行うことを含む。屠体処理工具は、屠体を分割するための鋸であってもよい。この方法は、選定された屠体が処理ステーションを通過している間に、ロボットアームが基部に対して水平方向に動くことなく、ロボットアームと鋸が屠体を分割するために下に動き始めるときに、最初に選定された屠体と共にロボットベースの屠体処理装置の基部を同期して水平方向に動かし、そして次いで屠体に対する基部の水平方向の動きを止め、ロボットアームと鋸が屠体の分割を完了するために下方に動き続ける間、選定された屠体と共にロボットベースの屠体処理装置のロボットアームを基部に対して水平方向に同期的に動かすことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
新規であると考えられる本発明の特徴、および本発明に特徴的な要素は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。図面は例示目的のみのものであり、一定の縮尺で描かれていない。しかし、本発明自体は、構成および動作方法の両方に関して、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解することができる。
【００２３】
【図１】図１は、ロボットステーションが、牛屠体を分割するためにロボットアーム上に帯鋸を有する本発明の屠体処理ステーションの実施形態の斜視図である。
【図２】図２は、ロボットアーム上に屠体分割帯鋸を有するロボットステーションであって、鋸レール上の鋸トロリーによって支持され、牛屠体を支持する屠体レール上の屠体トロリーに隣接して配置される図１の処理ステーションの実施形態の斜視図である。
【図３】図３は、図１の処理ステーションによって処理されるべき、屠体レール上のトロリーによって支持された一連の牛屠体の正面図である。
【図４】図４は、図１の処理ステーションに関連して使用される屠体レールおよび屠体トロリーの一部の斜視図である。
【図５】図５は、図１の処理ステーションに関連して使用される屠体レール上の牛屠体の速度および位置を決定するためのチェーン伝動機構の斜視図である。
【図６】図６は、ロボットアームが基部に対して水平方向に動くことなく、図１の処理ステーションのロボットアームおよび鋸は、屠体に追従し、屠体を分割するために下方に移動し始め、そして２番目の位置から３番目の位置まで、ロボットアームと鋸は、死体の分割を完了するために下方に動き続ける間に、処理ステーションの基部は屠体に対して水平方向の動きを停止し、ロボットアームは屠体と共に基部に対して水平方向に同期して動く、第１の位置から第２の位置への屠体レールに沿った牛屠体の移動を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態を説明する際に、本明細書では、図面の図１&#12316;図６を参照するが、図中、同様の番号は本発明の同様の特徴を指す。
【００２５】
図１および図２に示されているロボットステーション５０は、屠体レール９０に沿って吊り下げられたラインを屠体が通り過ぎるときに屠体を個々にかつ順次処理するために使用される処理ステーションの一部である。関節式ロボットアーム５２がロボットステーションに取り付けられており、鋸アーム７２、帯鋸７４などの１つまたは複数の牛肉加工用工具または装置の滑らかで連続的な動きを可能にする。ロボットステーションは、４本の脚が取り付けられ、スタンド３４の地上より上に持ち上げられたレール３２に沿って移動可能なテーブル３０上の静止位置に取り付けられたベース５４を含む。レールは、牛屠体を支持するトロリーを運ぶコンベアの経路から間隔を空けて平行に配置されている（以下でさらに説明される）。基部上には、基部上に取り付けられたロボットアーム５２を垂直Ｙ軸周りに様々な角度位置に揺動させることができるターンテーブルジョイント５６がある。ターンテーブル５６に取り付けられた下部ジョイント５８は、下部アームセグメントまたは連結６０の下端にあり、連結６０を水平軸の周りに回転させる。連結６０の上端には、水平アーム軸の周りで上部アームセグメントまたは連結６６を回転させることができる上部ジョイント６２がある。連結６６と上部ジョイント６２の近位端との間には、連結６６をその長手方向軸の周りに回転させることができるロールジョイント６４がある。連結６６の遠位端にあるベンドジョイント６８は、鋸アーム７２、鋸７４を連結６６の長手方向軸に対して垂直または垂直な軸の周りに回転させることができる。ツイストジョイント７０は、ベンドジョイント６８と鋸アーム７２との間に配置され、ベンドジョイント６８の回転軸に垂直な軸の周りで鋸アームを回転させる。サーボまたは他の種類の電気モータがこれらの各関節に取り付けられて各関節を駆動する。牛屠体が吊り下げられコンベヤライン９０上を移動する間に、アームの端部に取り付けられた帯鋸７４の刃７５でそれを切断することにより、システムのロボットアーム５２は、牛屠体を処理することができる。コンベヤ９０は、例えば帯鋸や任意に屠体の反対側を支持する支持体（図示せず）といった屠体処理装置を担持するロボットアーム５２に隣接して配置される。屠体およびロボットアーム付近のデカルト座標空間は、図１および他の図面に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸によって定義される。別段の指定がない限り、「伸長する」または「伸張」という用語は、概してコンベヤおよび／または屠体吊り下げに沿ってＺ軸方向に移動することを意味する。一方、別段の定めがない限り、用語「後退する」または「後退」は、概してコンベヤおよび／または屠体から離れるようにＺ軸方向に移動することを意味する。特段の明記がない限り、従来のアクチュエータ、ドライバ、モータ、センサなどを使用して行われる本明細書に記載の構成要素の全ての動きは、制御部８０によって制御されてもよく、制御部８０は個々の処理ステーションとトロリー上、または遠隔地に配置され１つ以上の処理ステーションおよびトロリーに有線または無線で接続されている。
【００２６】
屠体を支持するトロリーの実施形態の構成は、図４および図５により詳細に示されている。屠体トロリー９２、９２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、屠体レール９０の上端部に沿って乗ってもよい。トロリー９２および吊り下げられた屠体は、各トロリーの上端に当接するプッシャ部材９１の力によって一緒に動かされ、そしてプッシャ部材自体は、屠体の処理を所望の速度で操作するコンベヤ駆動チェーン９５によって動かされる。
【００２７】
分割される吊り下げられた牛屠体２０、２０ａ、ｂ、ｃは、トロリー９２、９２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆの下端のフックから後足２２で吊り下がっているように示されている。背骨または脊柱は、屠体の上端で脊柱または背骨の根元にある尾骨２３から延びる点線で示されている。牛屠体は、牛屠体を分割する前に頭部および内臓が取り除かれた状態で（同様に点線で）切り開かれた背面および前面を有する。牛屠体は、背面がロボットステーション５０の方を向き、前面がロボットステーションと反対側を向くようにして屠体トロリーに支持されている。例えば、位置エンコーダが頭上のコンベアの速度とＸ軸に対する位置を監視することで、屠体のＸ軸位置は追跡されても良い。位置エンコーダは、チェーンを駆動しているギアボックスに結合されてもよく、チェーン９５の動きに対応して信号を送り、それに対応してトロリーと屠体も送り出す。あるいは、図５に示すように、シャフト９６に取り付けられたプラスチックスプロケット９４を用いてチェーン９５の側面に機械的に係合するチェーン従動部機構を採用してもよい。２つのスプロケットはタイミングベルト９７で互いに結合され、各スプロケットは、他方のスプロケットがチェーンの側面への係合を維持している間にプッシャ部材が通過できるようにするスキップ歯を有する。エンコーダ９８は、スプロケットシャフトに取り付けられている。位置エンコーダは制御部８０と通信しており、屠体の位置情報は、移動テーブル３０上のロボットアーム及び帯鋸７４の速度を調整するために制御部によって使用されても良く、帯鋸７４がコンベア上のカーカスと一緒に下向きの分割カット全体を通して動く。
【００２８】
図２は、ロボットアームアセンブリ５２を有するロボットステーション５０と、ロボットアームの手前で方向４５に移動する屠体２０とを示す。ロボットアーム５２はまた、その遠位端に、帯鋸７４を担持して背骨を垂直に２つの半分に鋸で切断する鋸アーム７２を有する運び台を含む。図示の実施形態では、帯鋸７４はまた、ケーブル１０５およびカウンタ機構によって部分的に支持されており、これについては以下でさらに説明する。屠体の切断中の鋸刃７５の面は、屠体レール９０上の屠体の移動方向４５に対して垂直である。ロボットアーム５２にはさらに、帯鋸７４を駆動するサーボモータ７８が取り付けられている。モニタ８６はサーボモータ７８および／または制御部８０に含まれる。本発明のシステムはさらに、サーボモータ駆動の鋸刃75への電流を監視することで、支持された牛屠体の分割中にサーボモータのトルクを監視するために使用されるトルクモニタとしてこのようなモニタ８６を採用してもよい。現在のトルク要求は、サーボ割り込みごとに更新されるシステム変数によって、たとえば約5000cm/秒（2000 int./sec.）のレートで監視される。牛屠体の切断中に不良鋸刃が破損すると、サーボモータへの電流とトルク出力が大幅に減少する。支持された牛屠体の分割中にモニタ８６のアルゴリズムが、例えばサーボモータ電流の大幅な減少を検出することで、支持された牛屠体の分割中にバンドソーの破損を示すサーボモータのトルクの変化を検出すると、以下でさらに説明されるように、制御部８０は、機器へのさらなる損傷を最小化および／または防止するための行動をとるようにロボットアームの動作を修正するようにプログラムされる。
【００２９】
切断中にケーブル１０５が破損した場合、上部ジョイント６２によって支持されて帯鋸刃を支持している上部アームセグメント６６により大きな力が加えられる。その結果、上部アームセグメントまたは連結６６を支持し駆動するサーボモータのトルクが著しく増加するとともに、モータへの電流が増加する。本発明のシステムはまた、モニタ８６を介して、支持されている牛屠体の分割中に分割鋸用支持体の破損を監視および検出、ならびにロボットアームの動作の修正を提供する。支持された牛屠体の分割中にモニタ８６のアルゴリズムが支持アーム６６のジョイント６２を駆動するサーボモータのトルクの変化を検出した場合、支持ケーブルの破損を示す。例えば、サーボモータ電流の実質的な増加を検出することによって、制御部８０は同様に装置へのさらなる損傷を最小化および／または防止するための行動をとるようにプログラムされている（後述）。
【００３０】
図２に示されるように、処理ステーションは、ケーブル１０５によって帯鋸７４を支持する鋸トロリー１０２が乗る一対の鋸レール１００を含む。鋸トロリーは、コンベア９０に沿って屠体トロリー９２が移動するＸ軸方向に垂直なＺ軸方向に鋸レールに沿って移動する。鋸トロリーによって支持された帯鋸は、頭上の区画を通過するケーブル１０５によって帯鋸に接続された錘１０６によって釣り合わせられる。カウンタウェイトの錘１０６は、分割鋸の重量よりも小さい力で鋸を上下に動かすことができるように、帯鋸の重量よりも小さい重量を有する。錘１０６は、帯鋸７４と共にロボットアーム５２が作業する牛屠体に近づいたり遠ざかったりする。帯鋸の分割やその他の動きの間に、ロボットアームにかかる荷重は、分割鋸の重量を超えない。帯鋸用のカウンタバランスにより、ロボットアーム５２を帯鋸自体の重量よりも低い負荷容量で設計および構成することが可能となる。例えば、９５キログラムの帯鋸は、たった５０キログラムの耐荷重しか有しないロボットアームに採用されてもよい。これにより、牛屠体を分割する際の有効性および性能を失うことなく、より小さくより安価なロボットステーションを採用することが可能となる。アームが小さいほど、ロボットステーションの設置面積がはるかに小さくなる。
【００３１】
ロボット制御部８０はアームを駆動し、ロボットアームの多軸を制御することによってデカルト座標空間で屠体処理工具を動かすための多軸補間を提供する。ロボット制御部はまた、屠体レール上の牛屠体とテーブル上の処理工具の両方を同期して動かすことができるようにテーブル３０を駆動するための直線軸に対する制御を提供する。本発明で使用される制御部（単数または複数）はさらに以下に記載される。
【００３２】
ロボット処理ステーション５０の支持台５４を支持するテーブル３０は、屠体が屠体レールに沿って移動するとき、ロボット処理ステーション５０自体のレール３２上にある直線軸駆動のローラセット上にあってもよい。テーブル３０用のドライバは制御部８０によって制御される。直線軸により、ロボット制御部は屠体レールの動きと共にテーブルをＸ軸方向に水平に動かすことができる。本発明のシステムの設置面積を減らし、屠体が屠体レールに沿って移動するときに必要な鋸の全水平方向移動を達成するため、本発明のシステムはレール３２上のロボット処理ステーション５０の水平移動（この軸はＵ軸と呼ばれる）とロボットアーム５２のデカルトＸｐ軸移動性能の組み合わせを採用してもよい。図６に示すように、例えば、鋸７４の移動の約半分は、Ｕ軸において達成されてもよく、ロボット処理ステーション５０は、位置１からカーカス２０ 'と共にレール３２上を移動し、鋸は、カーカス２０ 'に沿って位置２まで進むにつれて、テーブル３０上の基部５４に対してのみＹ軸方向の下方に移動し、基部に対して水平方向であるＸ軸方向に動きはない。そして残り半分である鋸７４の水平移動は、鋸７４が位置３まで屠体２０‘に追従すると同時にＹp 軸方向に下降し続ける間に、位置２からテーブル３０上の基部５４に対してＸp 軸に沿って鋸７４を移動させることによって達成される。他の組み合わせが使用されてもよい。鋸７４は、最初にＵ軸を用いて屠体を追跡し、次いで、鋸がＵ軸の最大移動量（位置２）に近づくと、テーブル３０のＸ軸方向の動きが止まり、（仮想線で示された）リンク６０が基部５６上で回転してカーカス２０ 'に追従すると、鋸の動きは、ロボットアーム５２のＸp 軸における機能で横方向の動きに移行する。ロボットアーム５２および鋸７４の様々なリンク６０、６６、７０およびジョイント５６、５８、６２、６４、６８の屠体に対する同期垂直（Ｙp 軸）、水平（Ｘp 軸）および伸長／後退（Ｚp 軸）の移動は、屠体がライン上を連続して位置３に移動するときに、制御部８０を使用することで逆運動学を介してデカルト空間内で屠体処理工具を動かすことができ、ロボットアームの複数の軸を補間制御することができる。米国特許公開第２０１７&#8722;００４１１６ &#8722; Ａ１号に記載されているように、その開示は本明細書に組み込まれている。制御部８０は、屠体レールに沿って移動する支持された牛屠体の鼻骨も位置のデカルト座標を、ロボットベースの屠体処理装置によって使用可能な座標に変換する。これら後者の座標はロボットアームの方向軸、Ｘp 軸、Ｙp 軸、Ｚp 軸、およびロボットアームの回転軸であって、Ｘ軸を中心に回転するＡp 軸（ロール）、Ｙ軸を中心にするＢp 軸（ピッチ）、Ｚ軸を中心に回転するＣp 軸（ヨー）を含む。
【００３３】
本明細書に記載されている組み合わせ移動で、デュアルロボットも１つのプラットフォーム上で使用されてもよい。
【００３４】
牛屠体２０ 'がトロリー９２、９２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ上をロボットステーション５０に隣接する位置まで移動すると、制御部８０はテーブル３０とテーブル上のロボットステーションの基部５４を、方向４５に連続的に移動するように、屠体レール９０上の屠体に沿って移動させる。開始位置１（図６）では、ロボットアーム５２の端部の鋸７４は、最初それらの最上位置の近くで垂直にかつ屠体が最初に防護柵で囲まれたカッティングエリアに入る点に水平に近い位置にある（図２）。鋸７４がその垂直下向きに切断ストロークを開始すると、ロボットアーム５２の端部の鋸は、レール９０に沿った屠体２０ 'と同じ速度でＸ軸方向４５にガイドトラック３２に沿ってテーブル３０上を水平に移動する。
【００３５】
支持された牛屠体の分割の間に、モニタ８６が帯鋸の破損を示すサーボモータの電流およびトルクの変化を検出すると、制御部８０はサーボモータを停止させ及び／又は屠体を通過し更に下方（Ｙ軸方向）する帯鋸を備えたロボットアーム５２を停止させる。制御装置は、コンベア９０に沿ったトロリー９２上の牛屠体のさらなる移動とテーブル３０のさらなる移動（Ｘ軸方向）とを同時に停止するようにプログラムされてもよい。停止時点で、ロボットアームは帯鋸をＺ軸方向および／またはＹ軸方向に引き抜き、壊れた鋸の刃を屠体から引き抜くことができる。支持ケーブルの断線を示すサーボモータの電流とトルクの変化の場合、帯鋸の破損について後述の動作を実行するようにコントローラをプログラムされてもよく、牛屠体を通過して鋸が下方への動きを継続し、分割切断を完了するようにプログラムされてもよく、続いて、鋸をコンベアに沿って移動する牛屠体の経路から外れた安全な場所に移動させ、処理ステーションを無効にし、および／または故障インジケータに信号を送る。
【００３６】
背骨が完全に分割されると、Ｙ軸方向の下方向への鋸の動作が完了する。その後、鋸７４を有するロボットアーム５２は屠体から離れる方向（Ｚ軸方向）に移動しテーブル３０は方向４５とは反対に水平方向（Ｘ軸方向）に駆動し、ロボットアーム５２は鋸７４を開始位置まで上方（Ｙ軸方向）に駆動して屠体を引き、そして、この操作が繰り返される。
【００３７】
牛屠体を切断または他の方法で処理するとき、屠体を屠体処理工具の反対側で支持するための支持体を提供しなくてもよい。屠体加工工具に掛かる力が加工中に、特に背骨または脊柱を切断する間に屠体を既知の位置から動かさないことが望ましい。ロボットアーム５２は、反対側での支持を必要とするためにロボットステーション５０から水平方向に離れるように移動されることなく、支持された屠体が分割されるときに帯鋸にのみ接触されるように下向きに力を与える。反対側の支持体が提供される場合、個々の対向する支持ステーションの動作は、２０００年１０月３日に発行された本出願人の米国特許第６，１２６，５３６号明細書「自動屠体分割鋸」および／ 又は２０１４年３月６日に公開された「カーカススタビライザー」と題された公開されたＰＣＴ出願ＷＯ ２０１４／０３６５４７ Ａ１であって、参照として本明細書に組み込まれている。
【００３８】
本発明の制御部は、ロボットアームのデカルト空間内でのロボットアームのデカルト空間内での位置および鋸の追跡を、最初に鋸がＺ軸方向に屠体に向かって伸び、次いで屠体の頂部からＹ軸方向の底部まで背骨の切断が行われ、そして最後に、鋸がＺ軸方向に屠体から離れるように後退する、切断シーケンス全体にわたって決定する。鋸の動きはすべて、鋸とテーブルが屠体レール上をX軸方向水平に移動する屠体に追従するときに起きる。各ロボットアームは、関節によって連結された剛性セグメントまたはリンクから構成されている。所望の延長、背骨に沿って垂直に下方への鋸の端部移動、および後退は、所望の鋸位置を維持するためのロボットアーム関節角度の動的変化の計算を必要とする。そのような関節運動制御をうまく実施するためには、ロボットアームのリンクおよび関節要素がそれらの許容される物理的限界内で動くことも必要とされる。ロボットアームに対する負荷は、分割鋸の全ての移動中に分割鋸の重量を超えない。制御部はそのような運動問題をモデル化し解決する既知の方法を採用してもよい。
【００３９】
ロボットコントローラによって提供される制御は、ロボットアームの複数の軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸）がデカルト空間内で処理工具を動かすことを可能にする。ロボットアーム５２が取り付けられているテーブル（牛屠体の裏側）の動きを同時に制御することにより、全加工作業中にそれらをレールに沿って屠体の動きと同期して動かすことができることが保証される。
【００４０】
本明細書の実施例に示されるように、本発明が屠体分割システムで実施される場合、ロボットアーム５２は、アームのための６つの制御軸と、丸鋸モータを制御するための７番目の軸とを有する。図中の６つのロボットアーム軸は、回転軸Ｓ（スイングジョイント５６）、回転軸Ｌ（ロアジョイント５８）、回転軸Ｕ（アッパージョイント６２）、回転軸Ｒ（ロールジョイント６４）、回転軸Ｂ（ベンドジョイント６８）および回転軸Ｔ（ツイストジョイント７０）である。これらのロボットアーム軸の動きは、制御部内のプロセッサによって、モーションアルゴリズムによってデカルト座標に変換される。これらの直交座標はロボットアームの方向軸としてはＸp 軸、Ｙp 軸、そしてＺp 軸、ロボットアームの回転軸はＸ軸を中心に回転するＡp 軸（ロール）、Ｙ軸を中心に回転するＢp （ピッチ）、そしてＺ軸を中心に回転するＣp （ヨー）と表される。上記のような一連の屠体の分割の間に、制御部は、ロボットの関節を動かして鋸７４を一定の垂直方向に維持し、帯鋸の刃７５の平面を屠体の移動方向に対して垂直に維持するように制御する。鋸が屠体の背骨と接触するように伸び、背骨を分割するためにＹp 軸方向に下降し、屠体からＺp 軸方向に引き込み、そしてシーケンスをやり直す。屠体を水平に動かしながら、それから次の屠体のために水平方向の動きを逆転させる。帯鋸を使用して牛屠体を分割する方法は、屠体の反対側の支持体を使用せずに完了することができ、その結果、トロリーによって支持された屠体は、分割されるときに帯鋸にのみ接触される。
【００４１】
本発明はまた、ビデオまたは他のカメラ、例えばロボットステーションおよび牛屠体の上方に取り付けられた立体３Ｄカメラ８８（図２）を利用する視覚ベースのセンサシステムを使用してもよい。示されている立体３Ｄビジョンシステムの実施形態は、同じ画像を見て、毎秒９０フレームで動作している２つのカメラまたはフレームグラバを採用する。一つの画像の一つの視野は他方の画像の視野に対して既知の角度にあり、画像の比較による距離データの計算を可能にしにする。それによって、システム内のプロセッサによる関心のある屠体領域に対するデカルト位置データの決定が可能になる。視覚ベースのセンサは、牛屠体が屠体レール９０上をロボットベースの屠体処理装置５０に隣接する位置まで移動するときに、牛屠体２０上の尾骨２３の位置を検出する。尾骨の位置は、デカルト空間の座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ位置）で表されます。視覚ベースのセンサシステム内のプロセッサを使用して、支持された牛屠体が屠体レールに沿って移動するときに、支持された牛屠体上の尾骨位置をデカルト座標で検出することができる。尾骨の位置のこれらの座標は、視覚ベースのセンサシステム８８によって信号として制御部に送信され、次いで制御部は、尾骨位置のデカルト座標をロボットベースの屠体処理装置５０によって使用可能な座標に変換する。これらの座標は、ロボットアームの方向軸Ｘp 軸、Ｙp 軸およびＺｐ軸、並びにロボットアームの回転軸Ａp 軸（ロール）、Ｂp 軸（ピッチ）およびＣp 軸（ヨー）を制御するために使用されてもよい。制御部は、帯鋸７４の刃７５を支持された牛屠体の尾骨２３の検出された位置に移動させるために、ロボットベースの屠体処理装置５０に信号を送ってもよく、牛屠体が屠体レールに沿って移動すると、検出された位置で分割カットを開始する
【００４２】
本発明のロボットステーションを用いたシステムの動作は次のように説明される。ロボット処理装置５０を支持しているテーブル３０はロボットアーム５２が帯鋸７４を初期位置上方に支持した状態で、レール３２に沿って移動されかつ初期位置（図１および図２に示されるように左方向）に割り出される。尾骨２３が上端に配置されている牛屠体２０は、コンベヤ９０上を方向４５（図１および図２に示すように右方向）に連続的に屠体処理装置５０および鋸７４に隣接する開始位置まで移動する。牛屠体は、その背面側が屠体処理装置５０の方を向いており、正面側が屠体処理装置５０の方を向いていない。次に、テーブル３０は、牛屠体がコンベア９０上を移動する間に、支持された牛屠体２０と同期してレール３２に沿った移動を開始する。視覚ベースのセンサ８８は、牛屠体が屠体レール上を移動するときに、牛屠体２０上の尾骨２３の位置を検出し、その位置はデカルト空間内の座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ位置）で表される。制御部８０は、支持された牛屠体の尾骨の位置のデカルト座標を受け取り、それらをロボットベースの屠体処理装置５０によって使用可能な座標に変換する。次に、制御部は、帯鋸および刃７５が屠体レールに沿って移動するときに尾骨２３の検出された位置に移動させるためにロボットベースの屠体処理装置５０に信号を送る。テーブル３０と帯鋸７４が屠体レール９０上の移動する牛屠体２０と一緒に動いているとき、帯鋸７４はそれから、屠体の背骨を通って下方へ、尾骨の検出された位置で分割カットを始める。尾骨の現在位置は、頭上のコンベヤの速度およびＸ軸平面に対する位置を監視する位置エンコーダによって追跡することができ、その位置情報は制御部８０に供給されて帯鋸７４をＸ軸方向に屠体２０のコンベアに沿った動きと同期して移動させる。屠体の分割がテーブル３０がレール３２の端部に到達する時間までに達成されない場合、屠体２０の移動との同期移動を維持するために、テーブル３０は停止し、鋸７４はロボット処理装置５０上の基部５４に対してＸp 軸方向にアーム５２を移動させることによって水平方向に移動し続ける。
【００４３】
鋸７４がロボットアーム５２によって動かされるとき、鋸７４は分割鋸の重量よりも小さい力を用いて鋸の上下および水平方向の移動を可能にするために錘１０６によって釣り合わされる。分割中、モニタ８６および制御部８０は帯鋸７４を駆動するサーボモータ７８のトルクを監視する。分割動作中に帯鋸７５の破損を示すサーボモータへの電流およびトルクの変化がある場合、制御部はロボットアーム５２および帯鋸７４の下向きの動きおよび／または屠体レール９０に沿ったテーブル３０と支持された牛屠体２０の動きを停止するようにさせる。ロボットアーム５２は次に帯鋸７４を屠体から引き出す。サポートケーブルの断線を示すサーボモータの電流とトルクの変化がある場合、同じ動作がとられてもよく、あるいは代わりにロボットアーム５２が下方への移動を続けて分割切断を完了し、その後に鋸をホームポジションに移動する。
【００４４】
帯鋸刃の破損が検出されない場合は、牛屠体が完全に分割されるまで切断が続けられる。ロボットアーム５２がＹ方向に下向きの力を与え、Ｚ方向に水平方向に過度の力がかからないようにして、帯鋸のみが屠体が分割されるときに屠体に接触するようにすることで、分割切断は、屠体用の対向する支持体を使用せずに行われてもよい。切断が完了すると、鋸の下方向への動きが停止され、ロボットアーム５２が鋸７４を屠体から引き離す。続いて、テーブル３０上に鋸７４を備えたロボットアーム５２を有する屠体処理装置５０は、水平の反対方向４５（図1および２に示すように左方向）に、次の屠体がコンベア９０に沿って移動するため、その初期位置まで駆動する。同時に、ロボットアーム５２は、屠体を係合させるために鋸７４を上昇させて開始位置に移動させ、そして動作が繰り返される。
【００４５】
あるいは、分割操作の開始時にテーブル３０は固定位置に保持されてもよく、そして屠体２０の初期分割は、屠体２０が動くと、ロボット処理ステーションが補間制御を伴う逆運動学を使用することで、Ｘp 軸、Ｙp 軸およびＺp 軸方向へのロボットアーム５２の同期運動による鋸７４の水平移動を採用してもよい。ロボットアーム５２が水平方向のＸp 軸動きの最大度に達すると、ロボットアーム５２が、屠体を通って鋸７４の下方向のＹp 軸動きを続けるときに、テーブル３０は、屠体と同期してレール３２に沿って移動を開始してもよい。
【００４６】
本発明のロボットアームおよび制御部の実施形態は、ソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）を使用するハードウェア実施形態の形態を採用してもよい。さらに、一実施形態は、コンピュータで使用可能なプログラムコードを媒体に組み込んだ有形のコンピュータ使用可能な記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形をとってもよい。制御装置８０の記憶装置または記憶部分は媒体を形成することができる。本開示の実施形態を実行するためのプログラムコードまたはファームウェアはまた、特にプログラムコードまたはファームウェアを制御部にロードする前またはそれに付随して転送または記録されているときに、光記憶媒体または磁気記憶媒体上に常駐し得る。このプログラムコードまたはファームウェアは、一例として、コンピュータシステムまたは外部制御部をプログラミングインターフェースに接続することによってロードされることができる。
【００４７】
本発明は、システム、方法、装置、コンピュータ可読媒体、非一過性のコンピュータ可読媒体、および／またはコンピュータプログラム製品として具現化してもよいことは当然に理解される。本発明は、完全にハードウェアの実施形態や、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、あるいは本明細書では一般に「回路」、「モジュール」または「システム」として参照されるソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態を採用してもよい。本発明は、コンピュータプログラムコードを具現化させる１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形をとることができる。
【００４８】
１つまたは複数の記録読取媒体を単独でまたは組み合わせて利用することができる。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読信号媒体であってもよい。適切なコンピュータ可読媒体は、例えば、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせであってもよいが、これらに限定されなくてもよい。コンピュータ可読媒体の他の例は、１本以上のワイヤを有する電気的接続、フロッピーディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、コンパクトディスク（ＣＤ &#8722; ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、またはこれらの任意の適切な組み合わせを含みうるが、これらに限定されない適切なコンピュータ可読は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用される、またはそれらに関連して使用するためのプログラムを含む、または記録することができる任意の有形の媒体であってもよい。
【００４９】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドで、または搬送波の一部として、その中に組み込まれたコンピュータプログラムコードを有する伝搬データ信号を含んでもよい。そのような伝搬信号は、電磁的、光学的、またはそれらの任意の適切な組み合わせを含むがこれらに限定されず、任意の様々な形態をとってもよい。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用するためにプログラムを通信、伝播、または移送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。
【００５０】
コンピュータ可読媒体上に具現化されたプログラムコードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、またはこれらの任意の適切な組合せを含むが、これらに限定されない任意の適切な媒体を使用して送信されてもよい。
【００５１】
本発明の態様のための動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語や「Ｃ」プログラミング言語または類似のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい。プログラムコードは、完全にユーザの装置（コンピュータなど）上、スタンドアロンのソフトウェアとして、部分的にユーザのコンピュータデバイス上、部分的にユーザのコンピュータデバイス上および部分的にリモートコンピュータデバイス上、または、完全にリモートコンピュータデバイス上あるいはサーバー上で実行してもよい。後者のシナリオでは、リモートコンピュータ装置は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータ装置に接続してもよく、あるいは、接続は、（例えば、インターネットサービスプロバイダを利用するインターネットを介して）外部コンピュータ装置に行われてもよい。
【００５２】
本発明の動作方法は、コンピュータプログラム命令によって実施されてもよい。これらのコンピュータプログラム命令は、（コンピュータなどの）汎用コンピューティングデバイスのプロセッサ、特別な目的の計算装置、または機械を製造するための他のプログラム可能なデータ処理装置に提供されてもよい。計算装置のプロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を介して実行するそのような命令が、フローチャートおよび／またはブロック図ブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するための手段を作成するようにする。
【００５３】
これらのコンピュータプログラム命令は、また特定の方法で機能するように計算装置、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他の装置に指示することができる記録媒体に格納されても良い。記録媒体に格納されたそのような命令は、フローチャートおよび／またはブロック図ブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施する命令を含む製品を製造する。
【００５４】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピューティングデバイス、他のプログラム可能なデータ処理装置、または一連の動作ステップをコンピュータ装置上で実行させる他の装置、コンピュータ実行プロセスを生成するための他のプログラム可能な装置または他の装置にロードされてもよい。計算装置または他のプログラム可能な装置上で実行する命令はフローチャートおよび／またはブロック図ブロックまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実装するためのプロセスを提供する。
【００５５】
本発明の図示の実施形態は牛屠体の分割に関するものであるが、他の種類の屠体が分割されてもよく、また、本明細書に記載された方法は、豚および他の動物の屠体を分割または処理するために有用であり得る。
【００５６】
したがって、本発明は、ロボットベースの屠体処理装置が屠体分離作業の正確さおよび効率を改善する牛肉分離方法およびシステムを提供する。この方法およびシステムは、支持された牛屠体上の尾骨の位置を検出し、分割を開始する前に分割鋸をその位置に自動的に移動させる。この方法およびシステムはまた、分割鋸の重量よりも小さい最大積載量を有するロボットアームを有するロボットベースの屠体処理装置を使用して動物の屠体を分割することを可能にする。この方法およびシステムは、分割作業中に分割鋸の破損または屠体の支持体の破損を検出し、システムのさらなる動作を制御することができる。帯鋸を使用して牛屠体を分割する場合、処理装置とは反対側の屠体の側面に支持体を使用する必要はない。
【００５７】
特定の好ましい実施形態と併せて本発明を特に説明してきたが、前述の説明に照らして、多くの代替形態、修正形態および変形形態が当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲および趣旨に含まれるものとして、そのような代替形態、修正形態、および変形形態をすべて包含するものと考えられる。
【００５８】
本発明を説明してきたので、特許請求の範囲は以下の通りである。
【図１】
2019537444.tif 000002
【図２】
2019537444.tif 000003
【図３】
2019537444.tif 000004
【図４】
2019537444.tif 000005
【図５】
2019537444.tif 000006
【図６】
2019537444.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月26日(2019.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ロボット処理ステーション５０の支持台５４を支持するテーブル３０は、屠体が屠体レールに沿って移動するとき、ロボット処理ステーション５０自体のレール３２上にある直線軸駆動のローラセット上にあってもよい。テーブル３０用のドライバは制御部８０によって制御される。直線軸により、ロボット制御部は屠体レールの動きと共にテーブルをＸ軸方向に水平に動かすことができる。本発明のシステムの設置面積を減らし、屠体が屠体レールに沿って移動するときに必要な鋸の全水平方向移動を達成するため、本発明のシステムはレール３２上のロボット処理ステーション５０の水平移動（この軸はＵ軸と呼ばれる）とロボットアーム５２のデカルトＸｐ軸移動性能の組み合わせを採用してもよい。図６に示すように、例えば、鋸７４の移動の約半分は、Ｕ軸において達成されてもよく、ロボット処理ステーション５０は、位置１から屠体２０´と共にレール３２上を移動し、鋸は、屠体２０´に沿って位置２まで進むにつれて、テーブル３０上の基部５４に対してのみＹ軸方向の下方に移動し、基部に対して水平方向であるＸ軸方向に動きはない。そして残り半分である鋸７４の水平移動は、鋸７４が位置３まで屠体２０´に追従すると同時にＹp 軸方向に下降し続ける間に、位置２からテーブル３０上の基部５４に対してＸp 軸に沿って鋸７４を移動させることによって達成される。他の組み合わせが使用されてもよい。鋸７４は、最初にＵ軸を用いて屠体を追跡し、次いで、鋸がＵ軸の最大移動量（位置２）に近づくと、テーブル３０のＸ軸方向の動きが止まり、（仮想線で示された）リンク６０が基部５６上で回転してカーカス２０´に追従すると、鋸の動きは、ロボットアーム５２のＸp 軸における機能で横方向の動きに移行する。ロボットアーム５２および鋸７４の様々なリンク６０、６６、７０およびジョイント５６、５８、６２、６４、６８の屠体に対する同期垂直（Ｙp 軸）、水平（Ｘp 軸）および伸長／後退（Ｚp 軸）の移動は、屠体がライン上を連続して位置３に移動するときに、制御部８０を使用することで逆運動学を介してデカルト空間内で屠体処理工具を動かすことができ、ロボットアームの複数の軸を補間制御することができる。米国特許公開第２０１７‐００４１１６‐Ａ１号に記載されているように、その開示は本明細書に組み込まれている。制御部８０は、屠体レールに沿って移動する支持された牛屠体の鼻骨も位置のデカルト座標を、ロボットベースの屠体処理装置によって使用可能な座標に変換する。これら後者の座標はロボットアームの方向軸、Ｘp 軸、Ｙp 軸、Ｚp 軸、およびロボットアームの回転軸であって、Ｘ軸を中心に回転するＡp 軸（ロール）、Ｙ軸を中心にするＢp 軸（ピッチ）、Ｚ軸を中心に回転するＣp 軸（ヨー）を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
１つまたは複数の記録読取媒体を単独でまたは組み合わせて利用することができる。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読記憶媒体またはコンピュータ可読信号媒体であってもよい。適切なコンピュータ可読媒体は、例えば、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせであってもよいが、これらに限定されなくてもよい。コンピュータ可読媒体の他の例は、１本以上のワイヤを有する電気的接続、フロッピーディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、コンパクトディスク（ＣＤ‐ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、またはこれらの任意の適切な組み合わせを含みうるが、これらに限定されない適切なコンピュータ可読は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用される、またはそれらに関連して使用するためのプログラムを含む、または記録することができる任意の有形の媒体であってもよい。
【国際調査報告】
2019537444.tif 000008